岩质高边坡稳定性问题是最具特色的工程地质问题之一。岩质高边坡的稳定与否不仅关系到工程本身安全，还涉及到整体环境的安全;岩质高边坡的失稳破坏不仅会直接摧毁工程建设本身，而且会对人居环境带来直接的破坏和间接的影响。因此，对岩质高边坡失稳机理和稳定性分析研究一直是工程地质学领域的热点和难点问题。但是，目前的研究大多集中在普通气候条件下，而世界各国在寒区进行矿石开采的力度越来越大，这使得高寒环境下岩质边坡稳定性的研究越来越重要和紧迫。　　 磁海铁矿现采用露天开采方式，目前生产规模为80万t/a，为满足八钢钢铁工业发展需要，须扩大生产规模，现扩产为150万t/a，设计最终境界边坡高度超过200m。由于构造、地质条件的影响，磁海铁矿露天边坡岩体裂隙发育，稳定性较差，在设计阶段，边坡岩体力学参数资料缺乏，对边坡优化研究不足。同时，由于磁海铁矿露天开采边坡处于高寒地区，受冻融循环影响显著，而冻融循环作用下岩质边坡稳定性分析涉及到多场耦合（温度场、应力场）问题，由于在季节性和永久性寒区地带的边坡岩体承受物理风化作用要远远大于普通岩体，影响其稳定性的因素也更多、更复杂。虽然，在岩质高陡边坡稳定性和岩石冻融力学方面，前人已经取得了丰硕的研究成果，积累了深厚的理论基础。而对于这两个问题结合在一起的特殊地质环境，进行矿山建设所引起的边坡稳定性分析的问题尚需更深入的研究。故论文对寒区环境下磁海铁矿岩质高边坡在不同计算条件下的稳定性分析进行研究，一方面可以完善冻岩力学理论;另一方面，能够满足国家能源战略储备需要，同时，可服务于其它寒区重大工程建设，具有重要的学术研究价值和明显的工程应用意义。　　 论文结合岩质高边坡稳定性分析和冻融研究新技术新方法，在广泛查阅国内外有关岩质高边坡稳定性分析和冻融研究文献资料的基础上，以新疆磁海露天矿山岩质边坡为依托，以研究区域有代表性的岩体为对象，以室内冻融实验、数值模拟技术为手段，综合运用地质调查、赤平极射投影分析、FLAC3D数值模拟等方法系统的研究磁海铁矿岩质高边坡在不同计算条件下的稳定性情况:　　 论文的主要研究工作与结论有以下几方面:　　 1.对磁海铁矿矿区进行区域地质调查和工程地质调查分析，了解矿山所在区域大地构造环境、构造体系等，掌握区域地质对边坡稳定性影响情况。对矿区进行全面系统的工程地质调查与分析，了解岩体的地质年代、岩性、节理裂隙、断层分布、结构面及与边坡的空间组合关系，初步了解了矿区地质因素对边坡稳定性影响情况及影响程度。　　 2.根据不同地层岩性和地质特征，磁海铁矿区总体上可划分为五个区，即北区、西区、南一区、南二区、东区;在工程地质分区的基础上，对矿山边坡运行平台和清扫平台进行简化，建立露天边坡不同区域典型剖面的计算模型。　　 3.通过室内物理力学性能试验，掌握了完整岩样的抗拉、抗压、抗剪性能，结构面的抗剪切性能;运用RMR～CSMR分级体系方法，对边坡岩体质量进行了分级，并基于Hoek-Brown破坏准则的岩体力学参数计算Roclab软件，结合工程类比分析，对磁海铁矿边坡岩体力学参数进行了选取。基于上述的研究成果，论文在磁海铁矿边坡的西区、南二区和东区内选取三个典型剖面P-1、P-2、P-3，采用FLAC3D数值计算软件自动搜索方式，分析计算常温情况下边坡整体安全系数和滑动面位置。结果表明，模拟计算结果与工程地质调查及岩体质量分级评价吻合，即西区和东区较南二区的岩体稳定性好。但常温情况下各分区边坡安全系数值均分布在1.3～1.4之内，计算值较保守，究其原因，在分析过程中未考虑寒区环境边坡岩体的冻融损伤效应，高估了边坡岩体强度。　　 4.通过岩石冻融循环试验分析可知，强度较高、结构致密的辉绿岩岩样在外观、质量、强度、波速、冻融系数方面受冻融循环影响的程度低于强度较低、结构致密性较差的泥质粉砂岩和蚀变辉绿岩;考虑到冻融循环对岩石的损伤效应，故在RMR～CSMR分级体系中引入冻融循环修正系数η及其参数建议值，利用修正的质量分级公式[CSMR]，对磁海边坡岩体进行质量分级，结果表明:磁海铁矿边坡岩体质量整体一般，其中北区和南一区岩体质量较好，西区和东区岩体质量一般，仅在南二区的岩体质量为差;基于Roclab软件分析计算并结合工程类比分析，提出了考虑冻融折减情况下的磁海铁矿边坡岩体力学参数值。基于上述的研究成果，通过对P-1、P-2、P-3三个典型的剖面，采用FLAC3D数值计算软件自动搜索方式，分析计算冻融折减法情况下边坡整体安全系数和滑动面位置。结果表明，模拟实验的结果发现与前述的分析结果基本吻合，但边坡整体安全系数较常温情况下均有较大程度下降，由1.3～1.4降至1.2～1.3。究其原因，在分析过程中虽然考虑了岩石冻融损伤效应，但是模拟计算对边坡岩体强度进行了整体折减，与寒区环境边坡岩体受冻融循环影响的实际情况存在着一定的不合理之处。但计算剖面的安全系数均大于1.20充分说明了磁海铁矿边坡总体上具有进一步设计参数优化的可行性。　　 5.在对温度场与应力场的基本理论分析的基础上，通过定义冻融损伤因子、拟合冻融循环n次后岩石强度与冻融温度的函数关系、推倒冻融损伤因子与冻融温度的函数关系式，建立了岩石冻融损伤与冻融温度的函数关系，利用FLAC3D温度选项卡实现对考虑温度场情况下的边坡稳定性计算参数的动态赋值，通过对P-1、P-2、P-3三个典型的剖面，采用FLAC3D数值计算软件自动搜索方式，分析计算考虑温度场、应力场耦合情况下的边坡整体安全系数和滑动面位置，模拟实验结果与工程地质调查和岩体质量分级评价基本吻合。相比较而言，考虑温度场、应力场耦合情况下边坡稳定性分析是最有可能接近于实际情况的计算方法。究其原因，考虑温度场、应力场耦合情况下边坡稳定性分析充分考虑到寒区边坡岩体不同区域受冻融损伤程度不同的特点，并通过设置边坡温度边界条件实现对边坡岩体力学参数动态赋值，进而较合理的计算分析边坡岩体稳定性。